ES2379250B1 - Sistema de control para calefacciones eléctricas. - Google Patents

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ES2379250B1 ES201001246A ES201001246A ES2379250B1 ES 2379250 B1 ES2379250 B1 ES 2379250B1 ES 201001246 A ES201001246 A ES 201001246A ES 201001246 A ES201001246 A ES 201001246A ES 2379250 B1 ES2379250 B1 ES 2379250B1
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Abstract

Sistema de control para calefacciones eléctricas.#Sistema aplicable en una instalación eléctrica con un dispositivo ICP (2) y unas líneas protegidas mediante dispositivos PIA (3), encontrándose en dichas líneas una pluralidad de radiadores eléctricos (4), los cuales están dotados con unos medios de comunicación para su control, desde un dispositivo de control (1) dotado con un microprocesador (11) conectado con un primer medidor de potencia (12) dispuesto sobre los hilos de conexión (21) del dispositivo ICP (2), y unos medidores de potencia secundarios (13) instalados sobre los hilos de conexión (13) de cada una de las líneas de potencia. Dicho microprocesador (11) está asociado con unos medios de comunicación (14) para establecer comunicación con los distintos radiadores eléctricos (4) y establecer la posibilidad de encendido y apagado de los mismos por breves periodos de tiempo de forma distribuida según se alcanza la potencia máxima admisible en cada una de las líneas y la instalación eléctrica principal monitorizadas.

Description

neas, con lo que si la potencia medida en el ICP se
Sistema de control para calefacciones eléctricas.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un sistema de control para calefacciones eléctricas del tipo de las que comprenden una pluralidad de radiadores eléctricos controlados a distancia. Campo de aplicación de la invención
Esta invención es aplicable en la industria de sistemas de climatización de edificios y residencias, más concretamente en el sector de las instalaciones de calefacción por radiadores eléctricos. Antecedentes de la invención
Uno de los múltiples sistemas de calefacción que utilizan para la climatización de edificios de oficinas, viviendas y residencias en general comprende una pluralidad de radiadores eléctricos distribuidos por distintas estancias, dotados de un termostato de funcionamiento, y en ciertos casos se gestionan de forma distante, al poseer dichos radiadores eléctricos unos medios de comunicación con una unidad central
o de control.
El uso de radiadores eléctricos es seguro y su instalación modular es flexible y no requiera grandes obras como otros sistemas de calefacción. Sin embargo para la correcta climatización de un edificio o residencia el consumo global de los radiadores instalados excede considerablemente de la potencia eléctrica contratada de la instalación eléctrica, con lo que la puesta en marcha de todos los radiadores simultáneamente activa el dispositivo ICP (interruptor control potencia) o protección eléctrica de dicha instalación, el dispositivo PIA (pequeño interruptor automático) de la línea en la que están instalados, lo cual es un problema considerable. Esta situación se debe a que los radiadores eléctricos presentan una cierta inercia, y para mantener una temperatura de climatización no necesitan estar en funcionamiento las 24 horas del día. En términos generales cada radiador funciona menos de la mitad de dicho tiempo a lo largo del día.
En general los radiadores eléctricos alternan fases de encendido cuando la temperatura ambiente es baja con fases de apagado cuando la temperatura ambiente ha alcanzado el valor suficiente. Teniendo en cuenta este objetivo, las instalaciones de calefacción comprenden un sistema de control insertado en la instalación y que comprende un medidor de potencia instalado sobre los hilos de conexión del dispositivo ICP. Esta labor se hace de forma preprogramada y no comprenden ningún tipo de adaptación.
Algunos sistemas de protección comprenden un dispositivo que apaga y enciende los radiadores de forma alternativa según una programación prefijada, por ejemplo en base al tiempo. Así simultáneamente solo está encendida una parte de la calefacción, posibilitando que la potencia total instalada sea superior a la potencia contratada sin que el consumo real en cualquier momento sea superior a la potencia contratada. Sin embargo este sistema no tienen en cuenta si un radiador o grupo de radiadores es requerido para la calefacción de una estancia, lo cual provoca irregularidades en dicha calefacción y enfriamientos de salas, al suceder que un radiador o grupo de radiadores se apaga por un tiempo que excede su inercia térmica y se enfrían demasiado.
En otros sistemas el control se ejerce interrumaproxima al límite máximo, se desconecta una de las líneas donde se encuentran los radiadores conectados evitando que se active la protección del dispositivo ICP. Esto representa un grave problema, ya que las líneas en las que están colocados los radiadores eléctricos deben ser de carácter exclusivo y no pueden presentar otros aparatos conectados, ya que también serían apagados simultáneamente.
Descripción de la invención
El sistema de control para calefacciones eléctricas, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a conseguir una mayor optimización de la potencia eléctrica disponible en la instalación en tiempo real, y la gestión inteligente del consumo de los radiadores eléctricos de forma totalmente compatible con otros aparatos consumidores conectados en dicha instalación, evitando fallos en la estabilidad de la climatización conseguida e irregularidades del suministro eléctrico.
El sistema de control para calefacciones eléctricas es del tipo de los que comprenden unos medios de control de potencia ubicados en la instalación eléctrica de un edificio o vivienda, estando dotada esta instalación de al menos un dispositivo ICP de protección y unas líneas protegidas independientemente mediante dispositivos PIA, encontrándose en dichas líneas una pluralidad de radiadores eléctricos, comprendiendo dichos radiadores unos medios de comunicación para su control, ya sea de forma independiente o agrupada.
De acuerdo con la invención los medios de control del sistema comprenden un dispositivo con un microprocesador conectado con un primer medidor de potencia dispuesto sobre los hilos de conexión del dispositivo ICP de la instalación para el control de la potencia total consumida, y unos medidores de potencia secundarios instalados respectivamente sobre los hilos de conexión de cada una de las líneas de potencia para la monitorización del consumo eléctrico de la instalación y en cada línea respectivamente. Dicho microprocesador también se encuentra asociado con unos medios de comunicación para establecer comunicación con los distintos radiadores eléctricos, ya sea de forma independiente o por grupos y establecer la posibilidad de encendido y apagado de dichos radiadores eléctricos por breves periodos de tiempo de forma distribuida según se alcanza la potencia máxima admisible en cada una de las líneas y la instalación eléctrica principal monitorizadas. De esta forma el dispositivo de control en todo momento controla el consumo real que se produce en la instalación y en cada una de las líneas por separado. En caso de que dicho consumo se aproxime al máximo predeterminado de cada una, el dispositivo desactiva por un tiempo determinado uno o más de los grupos de radiadores reduciendo así el consumo a lo aceptable por la línea
o instalación. Esta desconexión se realiza por un periodo de tiempo reducido, por ejemplo 3 minutos, lo cual no interviene en la calefacción producida por los radiadores eléctricos, ya que su inercia es suficiente para mantener una temperatura adecuada de climatización sin perdida de aptitudes. Una vez transcurrido el tiempo prefijado de paro o apagado, el dispositivo vuelve a activar el grupo de radiadores eléctricos desactivado y procede a desactivar otro grupo que previamente estaba activado, distribuyendo el sacrificio
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entre toda la red de los radiadores eléctricos en tiempo real.
Este sistema permite mantener toda la instalación de calefacción en funcionamiento aunque la potencia total de los radiadores eléctricos sea mayor que la potencia contratada de la instalación o las potencias independientes de cada línea, con la ventaja de que en dichas líneas se pueden colocar otros aparatos consumidores, tales como lavadoras, lavavajillas, cocinas vitrocerámicas y otros de forma totalmente compatible. Así, sí en la instalación se conecta un aparato más, el sistema se adapta apagando más grupos de radiadores eléctricos mediante el mismo esquema, con el fin de no sobrepasar los límites de potencia demandada establecidos para dicha instalación o línea. Cuando el consumo de dicho aparato eléctrico conectado desaparece o se reduce, el sistema se adapta a la nueva situación recuperando el número de radiadores eléctricos conectados que le es posible.
Los medios de comunicación entre el dispositivo de control y los radiadores eléctricos son de diversa índoles, adoptándose como preferente la comunicación por corriente portadora en el propio cableado de la instalación, aunque no se descarta el uso de módulos de radio u otros.
De esta forma se consigue que la potencia calorífica instalada pueda ser mayor que la potencia eléctrica contratada, manteniendo además la ventaja de que la calefacción efectiva se puede mantener en toda la instalación. Esto representa una mejora en la comodidad y un ahorro económico.
En una realización preferente los medidores de potencia comprenden una bobina toroidal para su colocación en los hilos de conexión eléctricos de la instalación y de las líneas.
El dispositivo de control comprende unos medios de manejo y consulta de estado asociados al microprocesador, tal como una pantalla de visualización y unos botones de accionamiento y configuración. No se descarta la configuración de parámetros de funcionamiento en el microprocesador de forma remota, integrando la instalación en un sistema domótico. Esto se consigue utilizando los medios de comunicación como vía para el manejo del sistema. Descripción de las figuras
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
-
La figura 1 muestra un esquema de bloques de una instalación de calefacción con el sistema de control de la invención.
-
La figura 2 muestra un esquema de bloques del dispositivo de control del sistema. Realización preferente de la invención
Como se puede observar en las figuras referenciadas el sistema de control para calefacciones eléctricas de la invención comprende unos medios de control de potencia definidos por un dispositivo de control (1) sobre la instalación eléctrica de una residencia, comprendiendo dicha instalación un dispositivo ICP (2) de protección general del cual se derivan unas líneas independientes y protegidas mediante dispositivos PIA (3), encontrándose conectados en dichas líneas una pluralidad de radiadores eléctricos (4) y otros aparatos eléctricos (5).
El dispositivo de control (1) se encuentra conformado por un microprocesador (11) conectado con un primer medidor de potencia (12) instalado sobre los hilos de conexión (21) del dispositivo ICP (2) de la instalación y unos medidores de potencia secundarios (13) instalados respectivamente sobre los hilos de conexión (31) de cada una de las líneas de potencia, comprendiendo estos medidores de potencia (12, 13) unas bobinas toroidales (6) en su montaje sobre los mencionados hilos de conexión (21, 31).
Este microprocesador (11) del dispositivo de control (1) también está asociado con unos medios de comunicación (14), más concretamente del tipo de comunicación por corriente portadora para la comunicación con los radiadores eléctricos (4) y definir parámetros de encendido y apagado en los mismos.
El dispositivo de control (1) comprende unos medios de manejo (15) y consulta de estado con los que se configuran los parámetros de trabajo y se monitoriza su funcionamiento, estando en este caso estos medios de manejo (15) configurados por una pantalla y unos botones de accionamiento.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.
5 ES 2379250A1 6

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de control para calefacciones eléctricas, del tipo de los que comprenden unos medios de control de potencia ubicados en la instalación eléctrica de un edificio o vivienda, estando dotada esta instalación de al menos un dispositivo ICP (2) de protección y unas líneas protegidas independientemente mediante dispositivos PIA (3), encontrándose en dichas líneas una pluralidad de radiadores eléctricos (4), comprendiendo dichos radiadores eléctricos (4) unos medios de comunicación para su control, ya sea de forma independiente o agrupada, caracterizado porque los medios de control comprenden un dispositivo de control (1) con un microprocesador (11) conectado con un primer medidor de potencia (12) dispuesto sobre los hilos de conexión (21) del dispositivo ICP (2) de la instalación para el control de la potencia total consumida, y unos medidores de potencia secundarios
    (13) instalados respectivamente sobre los hilos de conexión (13) de cada una de las líneas de potencia para la monitorización del consumo eléctrico de la instalación y en cada línea respectivamente, encontrándose también asociado dicho microprocesador (11) con unos medios de comunicación (14) para establecer comunicación con los distintos radiadores eléctricos (4) y establecer la posibilidad de encendido y apagado de distintos grupos de radiadores eléctricos (4) por breves periodos de tiempo de forma distribuida según se alcanza la potencia máxima admisible en cada una de las líneas y la instalación eléctrica principal monitorizadas.
  2. 2.
    Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medidores de potencia (12, 13) comprenden una bobina toroidal (6) para su colocación en los hilos de conexión (21, 31) eléctricos de la instalación y de las líneas.
  3. 3.
    Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de control (1) comprende unos medios de manejo (15) y consulta de estado asociados al microprocesador (11) para la configuración de parámetros de trabajo.
    ES 2 379 250 A1
    ES 2 379 250 A1
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201001246
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 28.09.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 6356426 B1 (DOUGHERTY JOHN J) 12.03.2002, columna 10, línea 12 – columna 13, línea 33; figuras 8-10. 1-3
    X
    WO 2007060669 A2 (TARGET HI TECH ELECTRONICS LTD et al.) 31.05.2007, página 4, línea 24 – página 5, línea 14; figura 1. 1-3
    X
    ES 2340564 A1 (GET PROYECTOS Y LAB S L) 04.06.2010, página 3, línea 60 – página 4, línea 38; figuras. 1-3
    A
    US 2007271006 A1 (GOLDEN BRIAN et al.) 22.11.2007, resumen; figuras. 1-3
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 16.02.2012
    Examinador J. Calvo Herrando Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201001246
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD H02J3/00 (2006.01)
    H02J13/00 (2006.01) H05B1/00 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    H02J, H05B
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201001246
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 16.02.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones 2 Reivindicaciones 1,3 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201001246
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 6356426 B1 (DOUGHERTY JOHN J) 12.03.2002
    D02
    WO 2007060669 A2 (TARGET HI TECH ELECTRONICS LTD et al.) 31.05.2007
    D03
    ES 2340564 A1 (GET PROYECTOS Y LAB S L) 04.06.2010
    D04
    US 2007271006 A1 (GOLDEN BRIAN et al.) 22.11.2007
  4. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto principal de la invención es un sistema de control para calefacciones eléctricas. Se considera como el documento del estado de la técnica más próximo al objeto reivindicado el documento D01, el cual afecta a la novedad y actividad inventiva de todas las reivindicaciones, tal y como se explica a continuación:
    Reivindicación independiente R1
    El documento D01 (columna 4, líneas 6-45; columna 10, línea 11 - columna 13, línea 33; figuras 8-10) divulga un sistema de control de cargas, adecuado para controlar calefacciones eléctricas o cualquier otro tipo de carga, con un dispositivo principal de control (Remote Master Device/Home Automation System) y medios de comunicación que permiten la conexión/desconexión de cada carga mediante dispositivos secundarios (circuit breaker).
    El dispositivo principal de control incluye un microcontrolador, medios de comunicación y un medidor de consumo. Cada dispositivo secundario cuenta con microcontrolador, medidor de consumo eléctrico y medios de conexión/desconexión de la carga.
    El sistema descrito por el documento D01 controla las cargas, por ejemplo radiadores eléctricos, mediante un dispositivo principal de control y/o un equipo remoto de control que se comunica con los dispositivos secundarios y de este modo conectar/desconectar cada carga según convenga. Los elementos de protección (ICP y PIA) son considerados elementos implícitos en cualquier instalación eléctrica de un edificio o vivienda.
    El objeto de la invención recogido en la reivindicación R1 deriva directamente y sin ningún equívoco del documento D01. Por tanto, la reivindicación R1 no cumple con el requisito de novedad establecido en el Art. 6.1 LP.
    Reivindicaciones dependientes R2-R3
    La utilización de bobinas toroidales como medidores de potencia son simplemente una de las varias posibilidades evidentes que un experto en la materia seleccionaría según las circunstancias, sin el ejercicio de la actividad inventiva, para medir el consumo eléctrico. Por tanto, la característica reivindicada en la reivindicación R2 carece de actividad inventiva (Art. 8.1 LP).
    Las características descritas por la reivindicación R3 son características implícitas del dispositivo principal de control del documento D01. Por tanto, la reivindicación R3 no cumple con el requisito de novedad establecido en el Art. 6.1 LP.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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